DE10224546A1

DE10224546A1 - Method and device for the plasma treatment of workpieces

Info

Publication number: DE10224546A1
Application number: DE10224546A
Authority: DE
Inventors: Michael Litzenberg; Frank Lewin; Hartwig Mueller; Klaus Vogel; Gregor Arnold; Stephan Behle; Andreas Luettringhaus-Henkel; Matthias Bicker; Juergen Klein
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-04
Also published as: ZA200409486B; DE10224547B4; DE10310470A1; DE10225985A1; JP4889073B2; DE10225607A1; DE10224547A1; DE10227637A1; JP2005526613A; DE10224395A1; DE10229529A1

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Plasmabehandlung von Werkstücken. Das Werkstück wird in eine zumindest teilweise evakuierbare Kammer einer Behandlungsstation eingesetzt und das Werkstück wird innerhalb der Behandlungsstation von einem Halteelement positioniert. Zur Abdichtung eines Innenraumes des Werkstückes wird ein hülsenartiges Dichtelement relativ zu einem Kammerboden positioniert.The method and the device are used for the plasma treatment of workpieces. The workpiece is inserted into an at least partially evacuable chamber of a treatment station and the workpiece is positioned within the treatment station by a holding element. To seal an interior of the workpiece, a sleeve-like sealing element is positioned relative to a chamber floor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plasmabehandlung von Werkstücken, bei dem das Werkstück in eine zumindest teilweise evakuierbare Plasmakammer einer Behandlungsstation eingesetzt wird und bei dem das Werkstück innerhalb der Behandlungsstation von einem Halteelement positioniert wird. The invention relates to a method for plasma treatment of workpieces in which the workpiece is at least in one partially evacuable plasma chamber Treatment station is used and in which the Workpiece within the treatment station of one Holding element is positioned.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Plasmabehandlung von Werkstücken, die mindestens eine evakuierbare Plasmakammer zur Aufnahme der Werkstücke aufweist und bei der die Plasmakammer im Bereich einer Behandlungsstation angeordnet ist, sowie bei der die Plasmakammer von einem Kammerboden, einem Kammerdeckel sowie einer seitlichen Kammerwandung begrenzt ist und mindestens ein Halteelement zur Positionierung des Werkstückes aufweist. The invention also relates to a device for Plasma treatment of workpieces that have at least one evacuable plasma chamber for receiving the workpieces and in which the plasma chamber in the area of a Treatment station is arranged, as well as at which the Plasma chamber from a chamber floor, a chamber lid and a lateral chamber wall is limited and at least one holding element for positioning the Has workpiece.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Kunststoffe mit Oberflächenbeschichtungen zu versehen. Insbesondere sind auch bereits derartige Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um innere oder äußere Oberflächen von Behältern zu beschichten, die zur Verpackung von Flüssigkeiten vorgesehen sind. Darüber hinaus sind Einrichtungen zur Plasmasterilisation bekannt. Such methods and devices are, for example used to make plastics with surface coatings Mistake. In particular, there are already such Methods and devices known to make inner or outer To coat surfaces of containers used for Packing of liquids are provided. About that devices for plasma sterilization are also known.

In der PCT-WO 95/22413 wird eine Plasmakammer zur Innenbeschichtung von Flaschen aus PET beschrieben. Die zu beschichtenden Flaschen werden durch einen beweglichen Boden in eine Plasmakammer hineingehoben und im Bereich einer Flaschenmündung mit einem Adapter in Verbindung gebracht. Durch den Adapter hindurch kann eine Evakuierung des Flascheninnenraumes erfolgen. Darüber hinaus wird durch den Adapter hindurch eine hohle Lanze in den Innenraum der Flaschen eingeführt, um Prozeßgas zuzuführen. Eine Zündung des Plasmas erfolgt unter Verwendung einer Mikrowelle. In PCT-WO 95/22413 a plasma chamber is used Inside coating of bottles made of PET described. The too coating bottles are made by a movable Floor lifted into a plasma chamber and in the area a bottle mouth with an adapter brought. Evacuation can occur through the adapter of the bottle interior. In addition, by a hollow lance into the interior of the adapter Bottles introduced to supply process gas. An ignition of the plasma is done using a microwave.

Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bereits bekannt, eine Mehrzahl von Plasmakammern auf einem rotierenden Rad anzuordnen. Hierdurch wird eine hohe Produktionsrate von Flaschen je Zeiteinheit unterstützt. From this publication it is already known a plurality of plasma chambers on a rotating wheel to arrange. This will result in a high production rate of Bottles supported per unit of time.

In der EP-OS 10 10 773 wird eine Zuführeinrichtung erläutert, um einen Flascheninnenraum zu evakuieren und mit Prozeßgas zu versorgen. In der PCT-WO 01/31680 wird eine Plasmakammer beschrieben, in die die Flaschen von einem beweglichen Deckel eingeführt werden, der zuvor mit einem Mündungsbereich der Flaschen verbunden wurde. In EP-OS 10 10 773 a feed device explained to evacuate a bottle interior and with To supply process gas. In PCT-WO 01/31680 a Plasma chamber described, in which the bottles of one movable lid that was previously introduced with a Mouth area of the bottles was connected.

Die PCT-WO 00/58631 zeigt ebenfalls bereits die Anordnung von Plasmastationen auf einem rotierenden Rad und beschreibt für eine derartige Anordnung eine gruppenweise Zuordnung von Unterdruckpumpen und Plasmastationen, um eine günstige Evakuierung der Kammern sowie der Innenräume der Flaschen zu unterstützen. Darüber hinaus wird die Beschichtung von mehreren Behältern in einer gemeinsamen Plasmastation bzw. einer gemeinsamen Kavität erwähnt. PCT-WO 00/58631 also already shows the arrangement of plasma stations on a rotating wheel and describes a group for such an arrangement Assignment of vacuum pumps and plasma stations to one favorable evacuation of the chambers and the interior of the Support bottles. In addition, the Coating of several containers in one Plasma station or a common cavity mentioned.

Eine weitere Anordnung zur Durchführung einer Innenbeschichtung von Flaschen wird in der PCT-WO 99/17334 beschrieben. Es wird hier insbesondere eine Anordnung eines Mikrowellengenerators oberhalb der Plasmakammer sowie eine Vakuum- und Betriebsmittelzuleitung durch einen Boden der Plasmakammer hindurch beschrieben. Another arrangement for performing a Internal coating of bottles is described in PCT-WO 99/17334 described. In particular, an arrangement of a Microwave generator above the plasma chamber and a Vacuum and equipment supply through a bottom of the Plasma chamber described through.

Bei der überwiegenden Anzahl der bekannten Verfahren werden zur Verbesserung von Barriereeigenschaften des thermoplastischen Kunststoffmaterials durch das Plasma erzeugte Behälterschichten aus Siliziumoxiden mit der allgemeinen chemischen Formel SiO_x verwendet. Derartige Barriereschichten verhindern ein Eindringen von Sauerstoff in die verpackten Flüssigkeiten sowie ein Austreten von Kohlendioxid bei CO₂-haltigen Flüssigkeiten. In the vast majority of the known methods, container layers made of silicon oxides with the general chemical formula SiO _x are used to improve the barrier properties of the thermoplastic plastic material. Barrier layers of this type prevent oxygen from entering the packaged liquids and escape of carbon dioxide in the case of liquids containing CO ₂ .

Die bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, für eine Massenproduktion eingesetzt zu werden, bei der sowohl ein geringer Beschichtungspreis je Werkstück als auch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden muß. The previously known methods and devices are still not adequate for one Mass production to be used in both low coating price per workpiece as well as a high one Production speed must be achieved.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß eine Handhabung der zu behandelnden Werkstücke mit hoher Geschwindigkeit und großer Zuverlässigkeit unterstützt wird. The object of the present invention is therefore a To specify methods of the type mentioned in the introduction, that handling the workpieces to be treated with high speed and great reliability is supported.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abdichtung eines Innenraumes des Werkstückes ein hülsenartiges Dichtelement relativ zu einem Kammerboden positioniert wird. This object is achieved in that Sealing an interior of the workpiece sleeve-like sealing element relative to a chamber bottom is positioned.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine einfache Bewegungskinematik der zu behandelnden Werkstücke unterstützt wird. Another object of the present invention is a Device of the type mentioned in the introduction construct a simple kinematics of motion to treating workpieces is supported.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Kammerbodens ein hülsenartiges Dichtelement angeordnet ist, das relativ zum Kammerboden beweglich angeordnet ist. This object is achieved in that in Area of the chamber bottom a sleeve-like sealing element is arranged, which is movable relative to the chamber floor is arranged.

Durch die relativ zum Kammerboden und zum Halteelement positionierbare Anordnung des hülsenförmigen Dichtelements ist es möglich, die zu behandelnden Werkstücke auf einem im wesentlichen gleichbleibenden Höhenniveau zu transportieren. Es wird hierdurch die Zeit für eine gemäß dem Stand der Technik durchzuführende Höhenpositionierung der Werkstücke sowie der hierfür erforderliche konstruktive Aufwand eingespart. Due to the relative to the chamber floor and the holding element positionable arrangement of the sleeve-shaped sealing element it is possible to workpieces to be treated on an in substantially constant height level transport. This will make the time for an according height positioning to be carried out according to the prior art of the workpieces as well as the design required for this Saved effort.

Der verfahrenstechnische Ablauf bei der Handhabung der Werkstücke erfolgt derart, daß zunächst für ein Einsetzen der Werkstücke in die Plasmakammer das Dichtelement zumindest soweit in den Kammerboden hinein versenkt wurde, daß die Werkstücke an das Halteelement übergeben werden können. Nach einer Positionierung der Werkstücke durch das Halteelement innerhalb der Plasmakammer erfolgt zu einem vorgebbaren Zeitpunkt ein Hochfahren des Dichtelementes und hierdurch eine Abdichtung des Innenraumes des Werkstückes relativ zum Innenraum der Plasmakammer. The procedural process for handling the Workpieces are made in such a way that initially for insertion of the workpieces in the plasma chamber the sealing element at least as far as was sunk into the chamber floor, that the workpieces are transferred to the holding element can. After positioning the workpieces by the Holding element within the plasma chamber is made into a predeterminable time a start up of the sealing element and thereby sealing the interior of the workpiece relative to the interior of the plasma chamber.

Eine derartige Abdichtung kann sowohl bereits zu einem Beginn des Evakuierungsvorganges als auch nach einer bereits durchgeführten Teilevakuierung erfolgen. Eine Abdichtung erst nach einer Teilevakuierung weist den Vorteil auf, daß ein Innenraum des Werkstückes und der weitere Innenraum der Plasmakammer zunächst gemeinsam evakuiert werden können und daß in einem zweiten Evakuierungsschritt nach einer Abdichtung des Innenraumes des Werkstückes der Unterdruck im Bereich des Innenraumes des Werkstückes unterschiedlich zum Unterdruck im weiteren Innenraum der Plasmakammer vorgegeben werden kann. Insbesondere ist hierbei daran gedacht, den Unterdruck im Innenraum des Werkstückes tiefer als im weiteren Innenraum der Plasmakammer vorzugeben. Such a seal can already become one Start of the evacuation process as well as after one Part evacuation already carried out. A Sealing only after a parts evacuation indicates the Advantage on that an interior of the workpiece and the further interior of the plasma chamber initially together can be evacuated and that in a second Evacuation step after sealing the interior of the workpiece, the negative pressure in the area of the interior of the workpiece different from the negative pressure in the further Interior of the plasma chamber can be specified. In particular, it is thought of the negative pressure in the Interior of the workpiece deeper than in the wider interior to specify the plasma chamber.

Eine günstige Schwerkrafteinleitung wird dadurch unterstützt, daß die Positionierung in einer vertikalen Richtung durchgeführt wird. This creates a favorable introduction of gravity supports positioning in a vertical Direction is carried out.

Eine Plasmabehandlung von Werkstücken mit kreisartigem Mündungsabschnitt wird dadurch unterstützt, daß ein Dichtelement mit einer kreisringartigen Querschnittfläche positioniert wird. A plasma treatment of workpieces with circular Mouth section is supported in that a Sealing element with an annular cross-sectional area is positioned.

Bei einer Beschichtung von hohlen Werkstücken, die mit ihrer Mündung nach unten angeordnet sind, erweist es sich als vorteilhaft, daß eine Evakuierung einer Kavität der Plasmastation durch den Kammerboden hindurch erfolgt. When coating hollow workpieces with their mouth are arranged downwards, it turns out as advantageous that an evacuation of a cavity of the Plasma station takes place through the chamber floor.

Eine gerätetechnisch einfache Realisierung wird ebenfalls dadurch unterstützt, daß durch den Kammerboden hindurch Prozeßgas zugeführt wird. A simple technical implementation is also supported by that through the chamber floor Process gas is supplied.

Eine schnelle und gleichmäßige Verteilung des Prozeßgases in einem Innenraum des Werkstückes kann dadurch erreicht werden, daß das Prozeßgas durch eine Lanze hindurch in einen Innenraum des Werkstückes zugeführt wird. A quick and even distribution of the process gas can be achieved in an interior of the workpiece be that the process gas through a lance in an interior of the workpiece is supplied.

Eine hohe Positioniergenauigkeit wird dadurch unterstützt, daß das Werkstück seitlich von einem Einfassungsflansch des Dichtelementes abgestützt wird. A high positioning accuracy is supported that the workpiece laterally from a mounting flange Sealing element is supported.

Insbesondere kann eine Selbstzentrierung beim Zusammenführen des Dichtelementes und des Werkstückes dadurch erreicht werden, daß ein Mündungsbereich des Werkstückes vom Einfassungsflansch abgestützt wird. In particular, self-centering can Merging the sealing element and the workpiece can be achieved in that a mouth region of the Workpiece is supported by the mounting flange.

Eine aktive Positionierung des Dichtelementes in lediglich eine Richtung kann dadurch erreicht werden, daß das Dichtelement von einer Druckfeder in eine der Plasmakammer abgewandte Richtung gedrückt wird. An active positioning of the sealing element in only one direction can be achieved by that Sealing element from a compression spring in one of the plasma chambers opposite direction is pressed.

Zur Unterstützung einer auch bei einer Einwirkung von äußeren Kräften sicheren Betriebsweise wird vorgeschlagen, daß ein Hubbereich des Dichtelementes von mindestens zwei Anschlägen begrenzt wird. To support you even when exposed to external forces safe operation is proposed that a stroke range of the sealing element of at least two Attacks is limited.

Eine besonders einfache Positionierung des Dichtelementes kann dadurch durchgeführt werden, daß das Dichtelement mechanisch positioniert wird. A particularly simple positioning of the sealing element can be carried out in that the sealing element is positioned mechanically.

Darüber hinaus ist daran gedacht, daß das Dichtelement pneumatisch positioniert wird. In addition, it is thought that the sealing element is positioned pneumatically.

Zur Unterstützung einer steuerbaren Zündung des Plasmas wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Kammerdeckels von einem Mikrowellengenerator erzeugte Mikrowellen in die Kavität eingeleitet werden. To support controllable ignition of the plasma it is proposed that in the area of the chamber lid of a microwave generator generated microwaves in the Cavity are initiated.

Eine typische Anwendung besteht darin, daß ein Werkstück aus einem thermoplastischen Kunststoff behandelt wird. A typical application is that a workpiece is treated from a thermoplastic.

Insbesondere ist daran gedacht daß ein Innenraum des Werkstückes behandelt wird. In particular, it is thought that an interior of the Workpiece is treated.

Ein umfangreiches Anwendungsgebiet wird dadurch erschlossen, daß als Werkstück ein Behälter behandelt wird. This makes it an extensive area of application concluded that a container is treated as a workpiece.

Insbesondere ist dabei daran gedacht, daß als Werkstück eine Getränkeflasche behandelt wird. In particular, it is thought that as a workpiece a bottle of beverage is being treated.

Eine hohe Produktionsrate bei großer Zuverlässigkeit und hoher Produktqualität kann dadurch erreicht werden, daß die mindestens eine Plasmastation von einem rotierenden Plasmarad von einer Eingabepositionierung in eine Ausgabepositionierung überführt wird. A high production rate with great reliability and high product quality can be achieved in that the at least one plasma station from a rotating one Plasma wheel from input positioning to one Output positioning is transferred.

Eine Vergrößerung der Produktionskapazität bei nur geringfügig gesteigertem gerätetechnischen Aufwand kann dadurch erreicht werden, daß von einer Plasmastation mehrere Kavitäten bereitgestellt werden. An increase in production capacity at only slightly increased equipment costs can be achieved by a plasma station multiple cavities are provided.

Eine konstruktive Vereinfachung der Plasmastation kann dadurch erreicht werden, daß das Dichtelement eine Ventilfunktion zur steuerbaren Verbindung und Abtrennung des Innenraumes des Werkstückes und des weiteren Innenraumes der Plasmakammer ausübt. A constructive simplification of the plasma station can can be achieved in that the sealing element Valve function for controllable connection and disconnection the interior of the workpiece and further Exercises interior of the plasma chamber.

Eine typische Anwendung wird dadurch definiert, daß als Plasmabehandlung eine Plasmabeschichtung durchgeführt wird. A typical application is defined as: Plasma treatment a plasma coating is carried out.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Plasmabehandlung unter Verwendung eines Niederdruckplasmas durchgeführt wird. In particular, it is thought that the plasma treatment performed using a low pressure plasma becomes.

Bei einer Beschichtung von Werkstücken aus Kunststoff erweist es sich als vorteilhaft, daß eine Plasmapolymerisation durchgeführt wird. When coating plastic workpieces it proves advantageous that a Plasma polymerization is carried out.

Eine gute Oberflächenhaftung wird dadurch unterstützt, daß duch das Plasma mindestens zum Teil organische Substanzen abgeschieden werden. A good surface adhesion is supported by the fact that through the plasma at least partially organic substances be deposited.

Besonders vorteilhafte Verwendungseigenschaften bei Werkstücken zur Verpackung von Lebensmitteln können dadurch erreicht werden, daß durch das Plasma mindestens zum Teil anorganische Substanzen abgeschieden werden. Particularly advantageous use properties This allows workpieces for packaging food be achieved by the plasma at least in part inorganic substances are separated.

Bei der Behandlung von Verpackungen ist insbesondere daran gedacht, daß durch das Plasma eine Substanz zur Verbesserung von Barriereeigenschaften des Werkstückes abgeschieden wird. When it comes to the treatment of packaging, this is particularly important thought that through the plasma a substance for Improvement of the barrier properties of the workpiece is deposited.

Zur Unterstützung einer hohen Gebrauchsqualität wird vorgeschlagen, daß zusätzlich ein Haftvermittler zur Verbesserung eines Anhaftens der Substanz auf einer Oberfläche des Werkstückes abgeschieden wird. To support a high quality of use proposed that in addition an adhesion promoter to Improving adherence of the substance on one Surface of the workpiece is deposited.

Eine hohe Produktivität kann dadurch unterstützt werden, daß in einer gemeinsamen Kavität mindestens zwei Werkstücke gleichzeitig behandelt werden. High productivity can be supported that at least two workpieces in a common cavity be treated at the same time.

Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht darin, daß als Plasmabehandlung eine Plasmasterilisation durchgeführt wird. Another area of application is that as Plasma treatment performed a plasma sterilization becomes.

Ebenfalls ist daran gedacht, daß als Plasmabehandlung eine Oberflächenaktivierung des Werkstückes durchgeführt wird. It is also contemplated that as a plasma treatment Surface activation of the workpiece is carried out.

Zur Unterstützung eines Ausgleiches von Positionierungstoleranzen wird vorgeschlagen, daß der Einfassungsflansch mit einer innenseitigen Einführanschrägung versehen ist. To support a balance of Positioning tolerances suggest that the Mount flange with an inside Chamfer is provided.

Eine wirkungsvolle Abdichtung wird dadurch unterstützt, daß das Dichtelement eine der Plasmakammer zugewandt angeordnete Ringdichtung aufweist. An effective seal is supported by the fact that the sealing element faces one of the plasma chamber arranged ring seal.

Zur Vermeidung separater mechanischer Antriebseinrichtungen wird vorgeschlagen, daß das Dichtelement mit einem Lanzenschlitten gekoppelt ist. To avoid separate mechanical drive devices it is proposed that the sealing element with a Lance carriage is coupled.

Eine sehr kompakte Ausführungsform kann dadurch erreicht werden, daß das Dichtelement mit einer Lanze zur Prozeßgaszuführung gekoppelt ist. A very compact embodiment can thereby be achieved be that the sealing element with a lance Process gas supply is coupled.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Lanze zur Positionierung des Dichtelementes mit einem Schubteller versehen ist. In particular, it is thought that the lance for Positioning of the sealing element with a push plate is provided.

Eine von einer Positionierung der Lanze unabhängige Positionierung des Dichtelementes kann dadurch erreicht werden, die pneumatische Positioniereinrichtung eine Überdrucksteuerung aufweist. This is independent of the position of the lance Positioning of the sealing element can be achieved be, the pneumatic positioning device Has overpressure control.

Ebenfalls ist es zur Vermeidung einer separaten Überdruckzuführung auch möglich, daß die pneumatische Positioniereinrichtung eine Unterdrucksteuerung aufweist. It is also to avoid a separate Overpressure supply also possible that the pneumatic Positioning device has a vacuum control.

Eine einfache Ansteuerung der Plasmakammer zur Vorgabe unterschiedlicher Unterdrücke innerhalb des Werkstückes und innerhalb der Plasmakammer außerhalb des Werkstückes wird vorgeschlagen, daß das Dichtelement zur steuerbaren Verbindung und Abtrennung eines Innenraumes der Plasmakammer mit einer Unterdruckquelle ausgebildet ist. A simple control of the plasma chamber to the specification different negative pressures within the workpiece and inside the plasma chamber outside the workpiece proposed that the sealing element for controllable Connection and separation of an interior of the Plasma chamber is formed with a vacuum source.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings shown schematically. Show it:

Fig. 1 Eine Prinzipskizze einer Mehrzahl von Plasmakammern, die auf einem rotierenden Plasmarad angeordnet sind und bei der das Plasmarad mit Eingabe- und Ausgaberädern gekoppelt ist. Fig. 1 is a schematic diagram of a plurality of plasma chambers, which are arranged on a rotating plasma wheel and in which the plasma wheel is coupled to input and output wheels.

Fig. 2 eine Anordnung ähnlich zu Fig. 1, bei der die Plasmastation jeweils mit zwei Plasmakammern ausgestattet sind, Fig. 2 shows an arrangement similar to Fig. 1, wherein the plasma station are each equipped with two plasma chambers,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Plasmarades mit einer Vielzahl von Plasmakammern, Fig. 3 is a perspective view of a plasma wheel having a plurality of plasma chambers,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Plasmastation mit einer Kavität, Fig. 4 is a perspective view of a plasma station with a cavity,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4 mit geschlossener Plasmakammer, Fig. 5 is a front view of the device of FIG. 4 with a closed plasma chamber,

Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI in Fig. 5, Fig. 6 shows a cross section according to section line VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 mit geöffneter Plasmakammer, Fig. 7 is a view corresponding to Fig. 5 with an open plasma chamber,

Fig. 8 einen Vertikalschnitt gemäß Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 8 is a vertical section according to section line VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Plasmakammer mit zu beschichtender Flasche gemäß Fig. 6, Fig. 9 is an enlarged representation of the plasma chamber, to be coated bottle according to Fig. 6

Fig. 10 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Anschlußelementes zur Halterung des Werkstückes in der Plasmakammer, Fig. 10 shows a further enlarged view of a connecting element for holding the workpiece in the plasma chamber,

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Positionierung eines flaschenförmigen Werkstückes innerhalb der Plasmakammer unter Verwendung eines zangenartigen Halteelementes und Fig. 11 is a schematic representation of a positioning of a bottle-shaped workpiece within the plasma chamber using a pincer-like holding element, and

Fig. 12 eine Darstellung ähnlich zu Fig. 10 bei einer gegenüber Fig. 10 abgesenkten Positionierung des hülsenartigen Dichtelementes. FIG. 12 shows a representation similar to FIG. 10 with the sleeve-like sealing element lowered in relation to FIG. 10.

Aus der Darstellung in Fig. 1 ist ein Plasmamodul (1) zu erkennen, das mit einem rotierenden Plasmarad (2) versehen ist. Entlang eines Umfanges des Plasmarades (2) sind eine Mehrzahl von Plasmastationen (3) angeordnet. Die Plasmastationen (3) sind mit Kavitäten (4) bzw. Plasmakammern (17) zur Aufnahme von zu behandelnden Werkstücken (5) versehen. From the illustration in FIG. 1, a plasma module (1) can be seen which is provided with a rotating plasma wheel (2). A plurality of plasma stations ( 3 ) are arranged along a circumference of the plasma wheel ( 2 ). The plasma stations ( 3 ) are provided with cavities ( 4 ) or plasma chambers ( 17 ) for receiving workpieces ( 5 ) to be treated.

Die zu behandelnden Werkstücke (5) werden dem Plasmamodul (1) im Bereich einer Eingabe (6) zugeführt und über ein Vereinzelungsrad (7) an ein Übergaberad (8) weitergeleitet, das mit positionierbaren Tragarmen (9) ausgestattet ist. Die Tragarme (9) sind relativ zu einem Sockel (10) des Übergaberades (8) verschwenkbar angeordnet, so daß eine Abstandsveränderung der Werkstücke (5) relativ zueinander durchgeführt werden kann. Hierdurch erfolgt eine Übergabe der Werkstücke (5) vom Übergaberad (8) an ein Eingaberad (11) mit einem relativ zum Vereinzelungsrad (7) vergrößerten Abstand der Werkstücke (5) relativ zueinander. Das Eingaberad (11) übergibt die zu behandelnden Werkstücke (5) an das Plasmarad (2). Nach einer Durchführung der Behandlung werden die behandelten Werkstücke (5) von einem Ausgaberad (12) aus dem Bereich des Plasmarades (2) entfernt und in den Bereich einer Ausgabestrecke (13) überführt. The workpieces ( 5 ) to be treated are fed to the plasma module ( 1 ) in the area of an input ( 6 ) and forwarded via a separating wheel ( 7 ) to a transfer wheel ( 8 ) which is equipped with positionable support arms ( 9 ). The support arms ( 9 ) are arranged pivotably relative to a base ( 10 ) of the transfer wheel ( 8 ), so that a change in the distance of the workpieces ( 5 ) can be carried out relative to one another. As a result, the workpieces ( 5 ) are transferred from the transfer wheel ( 8 ) to an input wheel ( 11 ) with a greater distance between the workpieces ( 5 ) relative to one another relative to the separating wheel ( 7 ). The input wheel ( 11 ) transfers the workpieces ( 5 ) to be treated to the plasma wheel ( 2 ). After the treatment has been carried out, the treated workpieces ( 5 ) are removed from the area of the plasma wheel ( 2 ) by an output wheel ( 12 ) and transferred to the area of an output section ( 13 ).

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Plasmastationen (3) jeweils mit zwei Kavitäten (4) bzw. Plasmakammern (17) ausgestattet. Hierdurch können jeweils zwei Werkstücke (5) gleichzeitig behandelt werden. Grundsätzlich ist es hierbei möglich, die Kavitäten (4) vollständig voneinander getrennt auszubilden, grundsätzlich ist es aber auch möglich, in einem gemeinsamen Kavitätenraum lediglich Teilbereiche derart gegeneinander abzugrenzen, daß eine optimale Beschichtung aller Werkstücke (5) gewährleistet ist. Insbesondere ist hierbei daran gedacht, die Teilkavitäten zumindest durch separate Mikrowelleneinkopplungen gegeneinander abzugrenzen. In the embodiment according to FIG. 2, the plasma stations ( 3 ) are each equipped with two cavities ( 4 ) or plasma chambers ( 17 ). As a result, two workpieces ( 5 ) can be treated at the same time. Basically, it is possible to make the cavities ( 4 ) completely separate from one another, but in principle it is also possible to delimit only partial areas from one another in a common cavity space in such a way that an optimal coating of all workpieces ( 5 ) is ensured. In particular, it is contemplated here to separate the partial cavities from one another at least by means of separate microwave couplings.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Plasmamoduls (1) mit teilweise aufgebautem Plasmarad (2). Die Plasmastationen (3) sind auf einem Tragring (14) angeordnet, der als Teil einer Drehverbindung ausgebildet und im Bereich eines Maschinensockels (15) gelagert ist. Die Plasmastationen (3) weisen jeweils einen Stationsrahmen (16) auf, der Plasmakammern (17) haltert. Die Plasmakammern (17) weisen zylinderförmige Kammerwandungen (18) sowie Mikrowellengeneratoren (19) auf. Fig. 3 shows a perspective view of a plasma module ( 1 ) with a partially constructed plasma wheel ( 2 ). The plasma stations ( 3 ) are arranged on a support ring ( 14 ) which is designed as part of a rotary connection and is mounted in the area of a machine base ( 15 ). The plasma stations ( 3 ) each have a station frame ( 16 ) which holds plasma chambers ( 17 ). The plasma chambers ( 17 ) have cylindrical chamber walls ( 18 ) and microwave generators ( 19 ).

In einem Zentrum des Plasmarades (2) ist ein Drehverteiler (20) angeordnet, über den die Plasmastationen (3) mit Betriebsmitteln sowie Energie versorgt werden. Zur Betriebsmittelverteilung können insbesondere Ringleitungen (21) eingesetzt werden. A rotary distributor ( 20 ) is arranged in a center of the plasma wheel ( 2 ), via which the plasma stations ( 3 ) are supplied with operating resources and energy. Ring lines ( 21 ) can be used in particular for the distribution of operating resources.

Die zu behandelnden Werkstücke (5) sind unterhalb der zylinderförmigen Kammerwandungen (18) dargestellt. Unterteile der Plasmakammern (17) sind zur Vereinfachung jeweils nicht eingezeichnet. The workpieces ( 5 ) to be treated are shown below the cylindrical chamber walls ( 18 ). Lower parts of the plasma chambers ( 17 ) are not shown for the sake of simplicity.

Fig. 4 zeigt eine Plasmastation (3) in perspektivischer Darstellung. Es ist zu erkennen, daß der Stationsrahmen (16) mit Führungsstangen (23) versehen ist, auf denen ein Schlitten (24) zur Halterung der zylinderförmigen Kammerwandung (18) geführt ist. Fig. 4 zeigt den Schlitten (24) mit Kammerwandung (18) in einem angehobenen Zustand, so daß das Werkstück (5) freigegeben ist. Fig. 4 shows a plasma station ( 3 ) in perspective. It can be seen that the station frame ( 16 ) is provided with guide rods ( 23 ) on which a carriage ( 24 ) for holding the cylindrical chamber wall ( 18 ) is guided. Fig. 4 shows the carriage ( 24 ) with the chamber wall ( 18 ) in a raised state, so that the workpiece ( 5 ) is released.

Im oberen Bereich der Plasmastation (3) ist der Mikrowellengenerator (19) angeordnet. Der Mikrowellengenerator (19) ist über eine Umlenkung (25) und einen Adapter (26) an einen Kopplungskanal (27) angeschlossen, der in die Plasmakammer (17) einmündet. The microwave generator ( 19 ) is arranged in the upper region of the plasma station ( 3 ). The microwave generator ( 19 ) is connected via a deflection ( 25 ) and an adapter ( 26 ) to a coupling channel ( 27 ) which opens into the plasma chamber ( 17 ).

Grundsätzlich kann der Mikrowellengenerator (19) sowohl unmittelbar im Bereich des Kammerdeckels (31) als auch über ein Distanzelement an den Kammerdeckel (31) angekoppelt mit einer vorgebbaren Entfernung zum Kammerdeckel (31) und somit in einem größeren Umgebungsbereich des Kammerdeckels (31) angeordnet werden. Der Adapter (26) hat die Funktion eines Übergangselementes und der Kopplungskanal (27) ist als ein Koaxialleiter ausgebildet. Im Bereich einer Einmündung des Kopplungskanals (27) in den Kammerdeckel (31) ist ein Quarzglasfenster angeordnet. Die Umlenkung (25) ist als ein Hohlleiter ausgebildet. In principle, the microwave generator ( 19 ) can be coupled both directly in the area of the chamber cover ( 31 ) and via a spacer element to the chamber cover ( 31 ) with a predeterminable distance to the chamber cover ( 31 ) and thus in a larger surrounding area of the chamber cover ( 31 ) , The adapter ( 26 ) has the function of a transition element and the coupling channel ( 27 ) is designed as a coaxial conductor. A quartz glass window is arranged in the region of a junction of the coupling channel ( 27 ) in the chamber cover ( 31 ). The deflection ( 25 ) is designed as a waveguide.

Das Werkstück (5) wird im Bereich eines Dichtelementes (28) positioniert, das im Bereich eines Kammerbodens (29) angeordnet ist. Der Kammerboden (29) ist als Teil eines Kammersockels (30) ausgebildet. Zur Erleichterung einer Justage ist es möglich, den Kammersockel (30) im Bereich der Führungsstangen (23) zu fixieren. Eine andere Variante besteht darin, den Kammersockel (30) direkt am Stationsrahmen (16) zu befestigen. Bei einer derartigen Anordnung ist es beispielsweise auch möglich, die Führungsstangen (23) in vertikaler Richtung zweiteilig auszuführen. The workpiece ( 5 ) is positioned in the area of a sealing element ( 28 ) which is arranged in the area of a chamber base ( 29 ). The chamber base ( 29 ) is designed as part of a chamber base ( 30 ). To facilitate adjustment, it is possible to fix the chamber base ( 30 ) in the area of the guide rods ( 23 ). Another variant is to attach the chamber base ( 30 ) directly to the station frame ( 16 ). With such an arrangement, it is also possible, for example, to design the guide rods ( 23 ) in two parts in the vertical direction.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Plasmastation (3) gemäß Fig. 3 in einem geschlossenen Zustand der Plasmakammer (17). Der Schlitten (24) mit der zylinderförmigen Kammerwandung (18) ist hierbei gegenüber der Positionierung in Fig. 4 abgesenkt, so daß die Kammerwandung (18) gegen den Kammerboden (29) gefahren ist. In diesem Positionierzustand kann die Plasmabeschichtung durchgeführt werden. FIG. 5 shows a front view of the plasma station ( 3 ) according to FIG. 3 in a closed state of the plasma chamber ( 17 ). The carriage ( 24 ) with the cylindrical chamber wall ( 18 ) is lowered compared to the positioning in FIG. 4, so that the chamber wall ( 18 ) has moved against the chamber bottom ( 29 ). The plasma coating can be carried out in this positioning state.

Fig. 6 zeigt in einer Vertikalschnittdarstellung die Anordnung gemäß Fig. 5. Es ist insbesondere zu erkennen, daß der Kopplungskanal (27) in einen Kammerdeckel (31) einmündet, der einen seitlich überstehenden Flansch (32) aufweist. Im Bereich des Flansches (32) ist eine Dichtung (33) angeordnet, die von einem Innenflansch (34) der Kammerwandung (18) beaufschlagt wird. In einem abgesenkten Zustand der Kammerwandung (18) erfolgt hierdurch eine Abdichtung der Kammerwandung (18) relativ zum Kammerdeckel (31). Eine weitere Dichtung (35) ist in einem unteren Bereich der Kammerwandung (18) angeordnet, um auch hier eine Abdichtung relativ zum Kammerboden (29) zu gewährleisten. FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5 in a vertical sectional view. It can be seen in particular that the coupling channel ( 27 ) opens into a chamber cover ( 31 ) which has a laterally projecting flange ( 32 ). A seal ( 33 ) is arranged in the area of the flange ( 32 ) and is acted upon by an inner flange ( 34 ) of the chamber wall ( 18 ). In a lowered state of the chamber wall (18) therethrough, a seal is made of the chamber wall (18) relative to the chamber lid (31). A further seal ( 35 ) is arranged in a lower region of the chamber wall ( 18 ) in order to ensure a seal here also relative to the chamber bottom ( 29 ).

In der in Fig. 6 dargestellten Positionierung umschließt die Kammerwandung (18) die Kavität (4), so daß sowohl ein Innenraum der Kavität (4) als auch ein Innenraum des Werkstückes (5) evakuiert werden können. Zur Unterstützung einer Zuleitung von Prozeßgas ist im Bereich des Kammersockels (30) eine hohle Lanze (36) angeordnet, die in den Innenraum des Werkstückes (5) hineinverfahrbar ist. Zur Durchführung einer Positionierung der Lanze (36) wird diese von einem Lanzenschlitten (37) gehaltert, der entlang der Führungsstangen (23) positionierbar ist. Innerhalb des Lanzenschlittens (37) verläuft ein Prozeßgaskanal (38), der in der in Fig. 6 dargestellten angehobenen Positionierung mit einem Gasanschluß (39) des Kammersockels (30) gekoppelt ist. Durch diese Anordnung werden schlauchartige Verbindungselemente am Lanzenschlitten (37) vermieden. In the positioning shown in FIG. 6, the chamber wall ( 18 ) encloses the cavity ( 4 ), so that both an interior of the cavity ( 4 ) and an interior of the workpiece ( 5 ) can be evacuated. To support a supply of process gas, a hollow lance ( 36 ) is arranged in the area of the chamber base ( 30 ) and can be moved into the interior of the workpiece ( 5 ). The lance ( 36 ) is positioned by a lance slide ( 37 ) which can be positioned along the guide rods ( 23 ). A process gas channel ( 38 ) runs inside the lance slide ( 37 ) and, in the raised position shown in FIG. 6, is coupled to a gas connection ( 39 ) of the chamber base ( 30 ). This arrangement avoids hose-like connecting elements on the lance slide ( 37 ).

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen die Anordnung gemäß Fig. 5 und Fig. 6 in einem angehobenen Zustand der Kammerwandung (18). In diesem Positionierungszustand der Kammerwandung (18) ist es problemlos möglich, das behandelte Werkstück (5) aus dem Bereich der Plasmastation (3) zu entfernen und ein neues zu behandelndes Werkstück (5) einzusetzen. Alternativ zu der in den Zeichnungen dargestellten Positionierung der Kammerwandung (18) in einem durch Verschiebung nach oben erreichten geöffneten Zustand der Plasmakammer (17) ist es auch möglich, den Öffnungsvorgang durch eine Verschiebung einer konstruktiv modifizierten hülsenförmigen Kammerwandung in vertikaler Richtung nach unten durchzuführen. Fig. 7 and Fig. 8 show the arrangement of FIG. 5 and FIG 6 in a raised state of the chamber wall (18).. In this position of the chamber wall ( 18 ), it is possible to remove the treated workpiece ( 5 ) from the area of the plasma station ( 3 ) and to insert a new workpiece ( 5 ) to be treated. As an alternative to the positioning of the chamber wall ( 18 ) shown in the drawings in an open state of the plasma chamber ( 17 ) achieved by displacement upwards, it is also possible to carry out the opening process by displacing a structurally modified sleeve-shaped chamber wall downwards in the vertical direction.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Kopplungskanal (27) eine zylinderförmige Gestaltung und ist im wesentlichen koaxial zur Kammerwandung (18) angeordnet. In the exemplary embodiment shown, the coupling channel ( 27 ) has a cylindrical design and is arranged essentially coaxially with the chamber wall ( 18 ).

Fig. 9 zeigt den Vertikalschnitt gemäß Fig. 6 in einer vergrößerten teilweisen Darstellung in einer Umgebung der Kammerwandung (18). zu erkennen ist insbesondere das Übergreifen des Innenflansches (34) der Kammerwandung (18) über den Flansch (32) des Kammerdeckels (31) und die Halterung des Werkstückes (5) durch das Halteelement (28). Darüber hinaus ist zu erkennen, daß die Lanze (36) durch eine Ausnehmung (40) des Halteelementes (28) hindurchgeführt ist. FIG. 9 shows the vertical section according to FIG. 6 in an enlarged partial illustration in the vicinity of the chamber wall ( 18 ). In particular, the overlap of the inner flange ( 34 ) of the chamber wall ( 18 ) over the flange ( 32 ) of the chamber cover ( 31 ) and the holding of the workpiece ( 5 ) by the holding element ( 28 ). In addition, it can be seen that the lance ( 36 ) is guided through a recess ( 40 ) in the holding element ( 28 ).

Die Positionierung des Werkstückes (5) im Bereich des Dichtelementes (28) ist in der nochmals vergrößerten Darstellung in Fig. 10 zu erkennen. Das Dichtelement (28) ist in eine Führungshülse (41) eingesetzt, die mit einer Federkammer (42) versehen ist. In die Federkammer (42) ist eine Druckfeder (43) eingesetzt, die einen Außenflansch (44) des Dichtelementes (28) relativ zur Führungshülse (41) verspannt. The positioning of the workpiece ( 5 ) in the area of the sealing element ( 28 ) can be seen in the enlarged illustration in FIG. 10. The sealing element ( 28 ) is inserted into a guide sleeve ( 41 ) which is provided with a spring chamber ( 42 ). A compression spring ( 43 ) is inserted into the spring chamber ( 42 ) and clamps an outer flange ( 44 ) of the sealing element ( 28 ) relative to the guide sleeve ( 41 ).

In der in Fig. 10 dargestellten Positionierung ist ein an der Lanze (36) montierter Schubteller (45) gegen den Außenflansch (44) geführt und drückt das Dichtelement (28) in seine obere Endpositionierung. In dieser Positionierung ist ein Innenraum des Werkstückes (5) gegenüber dem Innenraum der Kavität (4) isoliert. In einem abgesenkten Zustand der Lanze (36) verschiebt die Druckfeder (43) das Dichtelement (28) relativ zur Führungshülse (41) derart, daß eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Werkstückes (5) und dem Innenraum der Kavität (4) geschaffen ist. In the positioning shown in FIG. 10, a thrust plate ( 45 ) mounted on the lance ( 36 ) is guided against the outer flange ( 44 ) and presses the sealing element ( 28 ) into its upper end position. In this positioning, an interior of the workpiece ( 5 ) is insulated from the interior of the cavity ( 4 ). In a lowered state of the lance ( 36 ), the compression spring ( 43 ) displaces the sealing element ( 28 ) relative to the guide sleeve ( 41 ) in such a way that a connection between the interior of the workpiece ( 5 ) and the interior of the cavity ( 4 ) is created.

Fig. 11 zeigt die Positionierung des Werkstückes (5) innerhalb der Plasmakammer (17) mit Hilfe eines Halteelementes (46). Das Halteelement (46) ist zangenartig ausgebildet und besitzt zwei verschwenkbar gelagerte Haltearme (47, 48). Die Haltearme (47, 48) sind relativ zu Drehachsen (49, 50) verschwenkbar. Zur Gewährleistung einer automatischen Fixierung des Werkstückes (5) durch das Halteelement (46) werden die Haltearme (47, 48) von Federn (511 52) in eine jeweilige Haltepositionierung gedrückt. Fig. 11 shows the positioning of the workpiece ( 5 ) within the plasma chamber ( 17 ) with the aid of a holding element ( 46 ). The holding element ( 46 ) is designed like pliers and has two pivotably mounted holding arms ( 47 , 48 ). The holding arms ( 47 , 48 ) can be pivoted relative to axes of rotation ( 49 , 50 ). To ensure automatic fixation of the workpiece ( 5 ) by the holding element ( 46 ), the holding arms ( 47 , 48 ) of springs (511 52) are pressed into a respective holding position.

Das Halteelement (46) ist oberhalb des Kammersockels (30) angeordnet, so daß nach einem Anheben der Kammerwandung (18) eine seitliche Zugänglichkeit des Halteelements (46) gegeben ist. Das Werkstück (5) kann hierdurch von einem Positionierelement an das Halteelement (46) übergeben werden, ohne daß eine Hubbewegung des Werkstückes (5) in Richtung einer Kavitätenlängsachse (53) erfolgen muß. The holding element ( 46 ) is arranged above the chamber base ( 30 ), so that after lifting the chamber wall ( 18 ) there is lateral accessibility of the holding element ( 46 ). The workpiece ( 5 ) can thereby be transferred from a positioning element to the holding element ( 46 ) without a lifting movement of the workpiece ( 5 ) in the direction of a longitudinal axis ( 53 ) of the cavity.

Fig. 12 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 10 nach einem Anheben der Kammerwandung (18) und nach einem Absenken des Dichtelementes (28). Genau wie in Fig. 10 ist auch in Fig. 11 das Halteelement (46) gemäß Fig. 11 nicht dargestellt. FIG. 12 shows the arrangement according to FIG. 10 after the chamber wall ( 18 ) has been raised and the sealing element ( 28 ) has been lowered. Just as in Fig. 10 11, the retaining element (46) is also shown in FIG. FIG. 11 is not shown.

Das Dichtelement (28) ist gemäß Fig. 12 derart abgesenkt, daß eine seitliche Beweglichkeit des Werkstückes (5) erfolgen kann. Hierdurch ist ein seitliches Einsetzen vor der Plasmabehandlung sowie ein seitliches Entnehmen nach einem Abschluß der Plasmabehandlung möglich. Im dargestellten Betriebszustand ist der Außenflansch (44) des Dichtelementes (28) gegen einen Innensteg des Kammersockels (30) geführt. Der Innenflansch (54) definiert gemeinsam mit einem Innenflansch (55) der Führungshülse (41) den Bewegungsbereich des Dichtelementes (28). Ohne eine externe Stellkraft wird das Dichtelement (28) mit seinem Außenflansch (44) von der Druckfeder (43) gegen den Innenflansch (54) gedrückt. The sealing element (28) is in accordance with FIG. 12 is lowered such that a lateral movement of the workpiece (5) can take place. This enables lateral insertion before the plasma treatment and removal from the side after the plasma treatment has ended. In the operating state shown, the outer flange ( 44 ) of the sealing element ( 28 ) is guided against an inner web of the chamber base ( 30 ). The inner flange ( 54 ) together with an inner flange ( 55 ) of the guide sleeve ( 41 ) defines the range of motion of the sealing element ( 28 ). Without an external actuating force, the sealing element ( 28 ) with its outer flange ( 44 ) is pressed against the inner flange ( 54 ) by the compression spring ( 43 ).

Zur Gewährleitung einer ausreichenden Abdichtung kann der Außenflansch (44) im Bereich seiner dem Innenflansch (55) zugewandten Ausdehnung mit einer Ringdichtung (56) versehen werden. In einem angehobenen Zustand des Dichtelementes (28) wird hierdurch eine Abdichtung zwischen dem Außenflansch (44) und dem Innenflansch (55) vorgenommen. Alternativ kann auch eine dynamische Dichtung verwendet werden, bei der die Abdichtung radial im Bereich eines Außenumfanges erfolgt und bei einer Bewegung ein Entlanggleiten an der Dichtung durchgeführt wird. Das Dichtelement (28) weist darüber hinaus eine Ringdichtung (57) im Bereich seiner dem Werkstück (5) zugewandten Ausdehnung auf. Bei einem flaschenartigen Werkstück (5) wird diese Ringdichtung (57) gegen eine Mündungsfläche (58) eines Gewindebereiches (59) geführt. Zur äußeren Einfassung des Gewindebereiches (59) in einem angehobenen Zustand des Dichtelementes (28) weist das Dichtelement (28) darüber hinaus einen ringartigen Einfassungsflansch (60) auf, der innenseitig mit einer Einführanschrägung (61) versehen ist. To ensure a sufficient seal, the outer flange ( 44 ) can be provided with an annular seal ( 56 ) in the area of its extension facing the inner flange ( 55 ). When the sealing element ( 28 ) is in a raised state, this seals the outer flange ( 44 ) and the inner flange ( 55 ). Alternatively, a dynamic seal can also be used, in which the sealing takes place radially in the region of an outer circumference and sliding along the seal is carried out during movement. The sealing element ( 28 ) also has an annular seal ( 57 ) in the region of its extension facing the workpiece ( 5 ). In the case of a bottle-like workpiece ( 5 ), this ring seal ( 57 ) is guided against an orifice surface ( 58 ) of a threaded area ( 59 ). To the outer rim of the threaded area (59) in a raised state of the sealing element (28), the sealing element (28) further includes a ring-like Einfassungsflansch (60) on which is provided internally with a Einführanschrägung (61).

Das Dichteelement (28) kann insbesondere derart gestaltet sein, daß bei der in Fig. 12 dargestellten Positionierung nach einem Absenken der Kammerwandung (18) zunächst eine gemeinsame Evakuierung eines Innenraumes des Werkstückes (5) und des Innenraumes der Plasmakammer (17) erfolgt. Nach einem Anheben des Dichtelementes (28) wird zum einen der Innenraum der Plasmakammer (17) durch das Dichtelement (28) gegenüber der Vakuumzuführung abgedichtet, der Innenraum des Werkstückes (5) bleibt jedoch weiterhin an die Vakuumzuführung angeschlossen. Es kann hierdurch ohne ein zusätzliches Steuerventil eine unterschiedliche Evakuierung des Innenraumes des Werkstückes (5) und des Innenraumes der Plasmakammer (17) durchgeführt werden. The sealing element ( 28 ) can in particular be designed in such a way that in the positioning shown in FIG. 12, after the chamber wall ( 18 ) has been lowered, a common evacuation of an interior of the workpiece ( 5 ) and the interior of the plasma chamber ( 17 ) takes place. After the sealing element ( 28 ) has been raised, the interior of the plasma chamber ( 17 ) is sealed off from the vacuum supply by the sealing element ( 28 ), but the interior of the workpiece ( 5 ) remains connected to the vacuum supply. As a result, different evacuation of the interior of the workpiece ( 5 ) and the interior of the plasma chamber ( 17 ) can be carried out without an additional control valve.

Ein typischer Behandlungsvorgang wird im folgenden am Beispiel eines Beschichtungsvorganges erläutert und derart durchgeführt, daß zunächst das Werkstück (5) unter Verwendung des Eingaberades (11) zum Plasmarad (2) transportiert wird und daß in einem hochgeschobenen Zustand der hülsenartigen Kammerwandung (18) das Einsetzen des Werkstückes (5) in die Plasmastation (3) erfolgt. Nach einem Abschluß des Einsetzvorganges wird die Kammerwandung (18) in ihre abgedichtete Positionierung abgesenkt und zunächst gleichzeitig eine Evakuierung sowohl der Kavität (4) als auch eines Innenraumes des Werkstückes (5) durchgeführt. A typical treatment process is explained below using the example of a coating process and carried out in such a way that the workpiece ( 5 ) is first transported to the plasma wheel ( 2 ) using the input wheel ( 11 ) and that the sleeve-like chamber wall ( 18 ) is inserted in a pushed-up state of the workpiece ( 5 ) into the plasma station ( 3 ). After the insertion process has been completed, the chamber wall ( 18 ) is lowered into its sealed position and, at the same time, both the cavity ( 4 ) and an interior of the workpiece ( 5 ) are evacuated at the same time.

Nach einer ausreichenden Evakuierung des Innenraumes der Kavität (4) wird die Lanze (36) in den Innenraum des Werkstückes (5) eingefahren und durch eine Verschiebung des Dichtelementes (28) eine Abschottung des Innenraumes des Werkstückes (5) gegenüber dem Innenraum der Kavität (4) durchgeführt. Ebenfalls ist es möglich, die Lanze (36) bereits synchron zur beginnenden Evakuierung des Innenraumes der Kavität in das Werkstück (5) hinein zu verfahren. Der Druck im Innenraum des Werkstückes (5) wird anschließend noch weiter abgesenkt. Darüber hinaus ist auch daran gedacht, die Positionierbewegung der Lanze (36) wenigstens teilweise bereits parallel zur Positionierung der Kammerwandung (18) durchzuführen. Nach Erreichen eines ausreichend tiefen Unterdruckes wird Prozeßgas in den Innenraum des Werkstückes (5) eingeleitet und mit Hilfe des Mikrowellengenerators (19) das Plasma gezündet. Insbesondere ist daran gedacht, mit Hilfe des Plasmas sowohl einen Haftvermittler auf eine innere Oberfläche des Werkstückes (5) als auch die eigentliche Barriereschicht aus Siliziumoxiden abzuscheiden. After sufficient evacuation of the interior of the cavity ( 4 ), the lance ( 36 ) is inserted into the interior of the workpiece ( 5 ) and the sealing of the interior of the workpiece ( 5 ) from the interior of the workpiece ( 5 ) is sealed off by a displacement of the sealing element ( 28 ). 4 ) performed. It is also possible to move the lance ( 36 ) into the workpiece ( 5 ) synchronously with the beginning of the evacuation of the interior of the cavity. The pressure in the interior of the workpiece ( 5 ) is then further reduced. In addition, the positioning movement of the lance ( 36 ) is at least partially already carried out parallel to the positioning of the chamber wall ( 18 ). After reaching a sufficiently low vacuum, process gas is introduced into the interior of the workpiece ( 5 ) and the plasma is ignited with the aid of the microwave generator ( 19 ). In particular, it is intended to use the plasma to deposit both an adhesion promoter on an inner surface of the workpiece ( 5 ) and the actual barrier layer made of silicon oxides.

Nach einem Abschluß des Beschichtungsvorganges wird die Lanze (36) wieder aus dem Innenraum des Werkstückes (5) entfernt und die Plasmakammer (17) sowie der Innenraum des Werkstückes (5) werden belüftet. Nach Erreichen des Umgebungsdruckes innerhalb der Kavität (4) wird die Kammerwandung (18) wieder angehoben, um eine Entnahme des beschichteten Werkstückes (5) sowie eine Eingabe eines neuen zu beschichtenden Werkstückes (5) durchzuführen. Zur Ermöglichung einer seitlichen Positionierung des Werkstückes (5) wird das Dichtelement (28) mindestens bereichsweise wieder in den Kammersockel (3) hinein verfahren. After the coating process has been completed, the lance ( 36 ) is removed from the interior of the workpiece ( 5 ) and the plasma chamber ( 17 ) and the interior of the workpiece ( 5 ) are ventilated. After reaching the ambient pressure within the cavity ( 4 ), the chamber wall ( 18 ) is raised again in order to remove the coated workpiece ( 5 ) and to enter a new workpiece ( 5 ) to be coated. To enable the workpiece ( 5 ) to be positioned laterally, the sealing element ( 28 ) is moved back into the chamber base ( 3 ) at least in some areas.

Alternativ zur erläuterten Innenbeschichtung von Werkstücken (5) können auch Außenbeschichtungen, Sterilisationen oder Oberflächenaktivierungen durchgeführt werden. As an alternative to the described inner coating of workpieces ( 5 ), outer coatings, sterilizations or surface activations can also be carried out.

Eine Positionierung der Kammerwandung (18), des Dichtelementes (28) und/oder der Lanze (36) kann unter Verwendung unterschiedlicher Antriebsaggregate erfolgen. Grundsätzlich ist die Verwendung pneumatischer Antriebe und/oder elektrischer Antriebe, insbesondere in einer Ausführungsform als Linearmotor, denkbar. Insbesondere ist aber daran gedacht, zur Unterstützung einer exakten Bewegungskoordinierung mit einer Rotation des Plasmarades (2) eine Kurvensteuerung zu realisieren. Die Kurvensteuerung kann beispielsweise derart ausgeführt sein, daß entlang eines Umfanges des Plasmarades (2) Steuerkurven angeordnet sind, entlang derer Kurvenrollen geführt werden. Die Kurvenrollen sind mit den jeweils zu positionierenden Bauelementen gekoppelt. The chamber wall ( 18 ), the sealing element ( 28 ) and / or the lance ( 36 ) can be positioned using different drive units. In principle, the use of pneumatic drives and / or electrical drives, in particular in one embodiment as a linear motor, is conceivable. In particular, however, it is contemplated to implement curve control to support exact movement coordination by rotating the plasma wheel ( 2 ). The curve control can be carried out, for example, in such a way that control cams are arranged along a circumference of the plasma wheel ( 2 ), along which curve rollers are guided. The cam rollers are coupled to the components to be positioned.

Claims

1. A method for plasma treatment of workpieces, in which the workpiece is inserted into an at least partially evacuable chamber of a treatment station and in which the workpiece is positioned within the treatment station by a holding element, characterized in that a for sealing an interior of the workpiece ( 5 ) sleeve-like sealing element ( 28 ) is positioned relative to a chamber base ( 29 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that positioning in a vertical direction is carried out.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a sealing element ( 28 ) is positioned with an annular cross-sectional area.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an evacuation of a cavity ( 4 ) of the plasma station ( 3 ) through the chamber floor ( 29 ) takes place.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that process gas is supplied through the chamber bottom ( 29 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the process gas is fed through a lance ( 36 ) into an interior of the workpiece ( 5 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece ( 5 ) is laterally supported by a mounting flange ( 60 ) of the sealing element ( 28 ).

8. The method according to claim 7, characterized in that a mouth region of the workpiece ( 5 ) is supported by the mounting flange ( 60 ).

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the sealing element ( 28 ) is pressed by a compression spring ( 43 ) in a direction facing away from the plasma chamber ( 17 ).

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a stroke range of the sealing element ( 28 ) is limited by at least two stops.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the sealing element ( 28 ) is mechanically positioned.

12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the sealing element ( 28 ) is positioned pneumatically.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that in the region of the chamber cover ( 31 ) from a microwave generator ( 19 ) microwaves are introduced into the cavity ( 4 ).

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that a workpiece ( 5 ) is treated from a thermoplastic.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that an interior of a hollow workpiece ( 5 ) is treated.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that a container is treated as the workpiece ( 5 ).

17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that a beverage bottle is treated as the workpiece ( 5 ).

18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the at least one plasma station ( 3 ) from a rotating plasma wheel ( 2 ) is transferred from an input position to an output position.

19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that a plurality of cavities ( 4 ) are provided by a plasma station ( 3 ).

20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the sealing element ( 28 ) performs a valve function for the controllable connection and separation of the interior of the workpiece ( 5 ) and the further interior of the plasma chamber ( 17 ).

21. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized characterized in that as a plasma treatment Plasma coating is carried out.

22. The method according to any one of claims 1 to 21, characterized characterized in using the plasma treatment a low pressure plasma is carried out.

23. The method according to any one of claims 1 to 22, characterized characterized in that a plasma polymerization was carried out becomes.

24. The method according to any one of claims 1 to 23, characterized characterized in that at least in part by the plasma organic substances are separated.

25. The method according to any one of claims 1 to 23, characterized characterized in that at least in part by the plasma inorganic substances are separated.

26. The method according to any one of claims 1 to 25, characterized in that a substance for improving the barrier properties of the workpiece ( 5 ) is deposited by the plasma.

27. The method according to claim 26, characterized in that an adhesion promoter is additionally deposited to improve the adherence of the substance on a surface of the workpiece ( 5 ).

28. The method according to any one of claims 1 to 27, characterized in that at least two workpieces ( 5 ) are treated simultaneously in a common cavity.

29. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized characterized in that as a plasma treatment Plasma sterilization is carried out.

30. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that a surface activation of the workpiece ( 5 ) is carried out as a plasma treatment.

31.Device for the plasma treatment of workpieces, which has at least one evacuable plasma chamber for receiving the workpieces and in which the plasma chamber is arranged in the region of a treatment station, and in which the plasma chamber is delimited by a chamber base, a chamber cover and a lateral chamber wall and at least one Holding element for positioning the workpiece, characterized in that a sleeve-like sealing element ( 28 ) is arranged in the region of the chamber base ( 29 ) and is arranged to be movable relative to the chamber base ( 29 ).

32. Apparatus according to claim 31, characterized in that the sealing element ( 28 ) can be positioned in a vertical direction.

33. Apparatus according to claim 31 or 32, characterized in that the sealing element ( 28 ) has an annular cross-sectional area.

34. Device according to one of claims 31 to 33, characterized in that for evacuating a cavity ( 4 ) of the plasma station ( 3 ) in the chamber bottom ( 29 ) at least one vacuum channel is arranged.

35. Device according to one of claims 31 to 34, characterized in that at least one channel for supplying process gas is arranged in the chamber bottom ( 29 ).

36. Device according to one of claims 31 to 35, characterized in that for the supply of process gas in an interior of the workpiece ( 5 ) into a lance ( 36 ) is arranged positionable relative to the chamber bottom ( 29 ).

37. Device according to one of claims 31 to 36, characterized in that the sealing element ( 28 ) is provided with a flange ( 60 ) arranged facing the plasma chamber ( 17 ).

38. Apparatus according to claim 37, characterized in that the mounting flange ( 60 ) is designed for the lateral encirclement of at least part of a mouth region of the workpiece ( 5 ).

39. Apparatus according to claim 37 or 38, characterized in that the mounting flange ( 60 ) is provided with an inside chamfer ( 61 ).

40. Device according to one of claims 31 to 39, characterized in that the sealing element ( 28 ) has a ring seal ( 57 ) arranged facing the plasma chamber.

41. Device according to one of claims 31 to 40, characterized in that the sealing element ( 28 ) is clamped by a compression spring ( 43 ) relative to an outer guide sleeve ( 41 ).

42. Device according to one of claims 31 to 41, characterized in that a positioning path of the sealing element ( 28 ) is limited by at least two stops.

43. Device according to one of claims 31 to 42, characterized in that a microwave generator ( 19 ) is arranged in the region of the chamber cover ( 31 ).

44. Device according to one of claims 31 to 43, characterized in that the plasma station ( 3 ) for coating a workpiece ( 5 ) is made of a thermoplastic material.

45. Device according to one of claims 31 to 44, characterized in that the plasma station ( 3 ) is designed for coating a container-like workpiece ( 5 ).

46. Device according to one of claims 31 to 45, characterized in that the plasma station ( 3 ) is designed for coating an interior of a hollow workpiece ( 5 ).

47. Device according to one of claims 31 to 46, characterized in that the plasma station ( 3 ) for coating a workpiece ( 5 ) is designed in the form of a beverage bottle.

48. Device according to one of claims 31 to 47, characterized in that the at least one plasma station ( 3 ) is carried by a rotating plasma wheel ( 2 ).

49. Device according to one of claims 31 to 48, characterized in that a plurality of cavities ( 4 ) are arranged in the region of the plasma station ( 3 ).

50. Device according to one of claims 31 to 49, characterized in that one for providing at least two cavities ( 4 ) provided chamber wall ( 18 ) is arranged positionable.

51. Device according to one of claims 31 to 50, characterized in that the sealing element ( 28 ) is coupled to a mechanical positioning device.

52. Device according to claim 51, characterized in that the sealing element ( 28 ) is coupled to a lance slide ( 37 ).

53. Apparatus according to claim 51, characterized in that the sealing element ( 28 ) is coupled to a lance ( 36 ) for supplying process gas.

54. Device according to claim 53, characterized in that the lance ( 36 ) for positioning the sealing element ( 28 ) is provided with a push plate ( 45 ).

55. Device according to one of claims 31 to 50, characterized in that the sealing element ( 28 ) is coupled to a pneumatic positioning device.

56. Device according to claim 55, characterized in that that the pneumatic positioning device a Has overpressure control.

57. Device according to claim 55, characterized in that the pneumatic positioning device a Has vacuum control.

58. Device according to one of claims 31 to 57, characterized in that the sealing element ( 28 ) for controllable connection and separation of an interior of the workpiece ( 5 ) and the further interior of the plasma chamber ( 17 ) is formed.

59. Device according to one of claims 1 to 58, characterized in that the sealing element ( 28 ) for the controllable connection and separation of an interior of the plasma chamber ( 17 ) is designed with a vacuum source.